基于能量的坡面侵蚀性径流及其水沙传递关系

来源：农业工程学报杂志2022年第1期北京时间：

作者：王清源,张乐涛,魏仪媛,何梦真,

摘要：为有效辨识径流侵蚀能量对水沙关系的影响，构建水流功率ω和水流能量因子SE等指标，采用经验频率统计法，初步拟定了基于能量的坡面侵蚀性径流标准，并考察了不同侵蚀事件的水沙关系。结果表明：1）坡面侵蚀性径流的一般参考标准为：水流功率大于10.5 W/m或水流能量大于0.059 W，输沙模数一般大于0.6 kg/m2。2）事件时间尺度下输沙模数主要受水流能量因子控制，平均含沙量与水流功率关系最优；过程时间尺度下瞬时输沙率与瞬时水流功率、输沙模数增量与水流能量因子增量皆成正线性相关。3）侵蚀性径流的输沙能力是非侵蚀性径流的2.5倍，而非侵蚀性径流单位水流能量增量的增沙能力是侵蚀性径流的4.8倍；调节单位水流功率（10 W/m）的减沙效益可达50%，调节单位水流能量因子（0.1 W）的减沙效益可达71%。分析结果表明侵蚀性径流事件的整体水沙关系更稳定，径流能量更强，输沙能力更大，基于能量拟定侵蚀性径流标准具有可行性。研究结果可以为黄土高原坡面典型径流事件筛选和径流侵蚀能量调控提供参考。

关键词：侵蚀, 径流, 水沙关系, 侵蚀能量, 减沙效益, 事件时间尺度, 过程时间尺度